机械制造技术基础习题

机械制造技术基础习题

IBMsystemofficeroom[A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8]

LC

YOUR.

1.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的进给运动是，主偏角是,刀

具后角是,已加工表面是

2、图2-4-5所不为在车床上车孔小意图，试在图中标出刀具前角、后角、主角、副偏角

和刃倾角。

答案

3、图3:图，试在图

刀具前夕J和刃倾角。

—*J，JL-.

答案：1」后角副偏角、4——主偏角、5—刃倾角

2

图3巧3

4

5

1-H锥度心轴限制（）个自由度。

①2②3③4④5

1-12小锥度心轴限制（）个自由度。

①2②3③4④5

1-13在球体上铳平面，耍求保证尺寸H（习图2-1-13）,必须限制（）个自由度。

①1②2③3④4

1-14在球体上铳平面，若采用习&-1除/方4定

i

则实际限制（）个自由度。LEc.c

①1②2③3④4

%11.1Cd44

1-15过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（）个自由度。

①2②3③4④5

4.分析题

4-1试分析习图2-4-1所示各零件加工所必须限制的自由度：

a）在球上打盲孔翎、保证尺寸〃；

b）在套筒零件上加工夕小孔，要求与炉。孔垂直相交，且保证尺寸/.；

c）在轴上铳横槽，保证槽宽8以及尺寸〃和心

d）在支座零件上铳槽，保证槽宽方和槽深〃及与4分布孔的位置度。

4-2试分析习图2-4-2所示各定位方案中：①各定位元件限制的自由度；②判断有无欠

定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。

a）车阶梯轴小外圆及台阶端面;

b）车外圆，保证外圆与内孔同轴;

c）钻、较连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同

轴；

d）在圆盘零件上钻、较孔，要求与外圆同轴。

d)

耳囱9A

习图2-4-1

1.图1为工件加工平面BD的三种定位方案，孔O1已曲工,1,2,3为三个支钉,分析计算工序

尺寸A的定位误差，并提出更好的定位方案.

图1

4-4某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坏精车齿轮坏两大端面的

工序，试从定位角度分析其原因。

4-5习图2-4-5所示为在车床上车孔示

图，试在图中标出刀具前角、后角、主

副偏角和刃倾角。

4-6习图2-4-6所示零件，外圆及两端面

槽B,要求保证位置尺寸上和“。试:

D定加工时必须限制的自由度;

2）选择定位方法和定位元件，并在图中示意画出;

3）计算所选定位方法的定位误差。

4-7习图2-4-7所示齿轮坯：内孔及外圆已加工

（。=娟5寸。25mm,4=080_：］mm）,现在插床

调整法加工键槽,要求保证尺寸H=38.5+f

mm。试计算图示定位方法的定位误差（忽略

与内孔同轴度误差）。一（

4-8在车床上，切断工件时，切到最后时工件常常被挤断。试分析其原因。

4-9试分析习图2-4-9所示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？如何改进？

习图2-4-9

4.分析题

4-1在铳床上加工一批

轴件上的键槽，如习

图4-4-1所示。已知铳床

工作台面与导轨的平行

度误差为0.05/300,夹具两定位V型块夹角a=90",交点A的连线与夹具体底面的平行

度误差为0.01/150,阶梯轴工件两端轴颈尺寸为4）2O±O.O5mm。试分析计算加工后键槽底

面对工件轴线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与姆5mm外圆的同轴

度误差）。

习图4-4-1

41答案：

键槽底面对於5mm下母线之间的平行度误差由3项组成：

①铳床工作台面与导轨的平行度误差：O.O5/3OO

②夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误

差）：0.01/150

③工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

为此，首先计算4>2O±0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：

4）=0.7x7；；=0.7x0.!=0.07mm

可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：0.07/150

最后得到键槽底面（认为与铳床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：

4-2试分析习图4-4-2所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设

工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

4-2答案：

a)在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工

后工件外圆表面成锥形，右端直径大于左端直径。

b)在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。

若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。

c)由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直

径，加工后零件最终的形状参见图4-34。

4-6在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为T12±0.01O现随机抽取100件进行测

量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X=11.99,均方根偏差为。=0.003。

试：

①阿出销轴外径尺寸误差的分布曲线；

②计算该工序的工艺能力系数；

③估计该工序的废品率；

④分析产生废品的原因，并提出解决办法。

4-6答案:

①分布图

②工艺能力系数Cp=0.2/(6X0.003)=1.1

③废品率约为50%

⑤产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所

致，改进办法是重新调整砂轮位置。

4-7在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为。20/mm。若根据测量工序尺寸接近正

态分布，其标准差为b=0.025mm,公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03mmo

试计算不合格品率。4-7答案:

Zk7rri+h

习期4-4-7ans

画出分布曲线图，可计算出不合格由碎为219.95。

例1有一批小轴，其直径尺寸要求为?18:。35mm加工后尺寸属正态分布，测量计算得一

批工件直径的算术平均值=17.975mm,均方根差试计算合格品率，分析废品产

生的原因，提出减少废品率的措施。

解：1、画尺寸分布区与于公差带间的关系图

2、设计尺寸可写作

C1820.035=<z17.9825±0.0175

X=17.975y

3、系统误差

=X-x=\7.9825-17.975=0.0075

4、计算合格率和废品率

合格品率为

4=1/2(4+A2)=83.51%

废品率为1-A=16.49%

产生废品的原因：一是对刀不准，存在系统误差；二是本工序加工的精度较差。减少废

品的有效措施是在消除系统误差基础上进一步改善工艺条件，使b减少至6。＜T.

例：在两台自动切割机上加工工一批小轴的外园，要求保证直径?11±0.02mm,第一台加工

1000件，其直径尺按正态分布，平均值凡=11.005mm,均方差%=().004mm。第二台加

工500件，其直径也按正态分布，且二％=lL(/5mm,2=0.0025=mm°试求：

1)在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的精度

高？

2)计算并比较那台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进的办法。

解：两台机床加工的两批小轴，其加工直径分布曲线如下图所示;

1、第一台机床的加工精度

第二机床的加工精度

所以，602〈62，故第二台机床的加工精度高。

2、第一台机床加工的小轴，其直径全部落在公差内，故无废品。第二台机床加工的小

轴，有部分直径落在公差带外，成为可修复废品。

废品率为0.5-0.9542+2=2.28%

从图中可见，第二台机床产生废品的主要原因是刀具调整不当，使一批工件尺寸分布重

心偏大于公差中心，从而产生可修复废品。

改进的办法是对第二机床的车刀重新调整，使之再进刀0.0075mm为宜。

例：在车床上车一批轴，要求为①已知轴径尺寸误差按正待分布，

A=24.96mmk0.02mm，问这批加工件合格品率是多

少？不合格平率是多少?能否修复？

解：1）标准化变化

Z=(x-x)/o=(25-24.96)/0.02=2p,=0.4772

公孟告m专

2）偏大不合格平率为：0.5-尸2二。.5-。4772=2.28%（不

可修复的不合格品）

3）偏小不合格平率为：0.5-0.49865=0.00135=0.135%（可修复的不合格品）

4）合格品为:1-2.28%-0.135%=97.595%

1,单项选择

1-1表面粗糙度的波长与波高比值一般（）。

①小于50②等于50〜200③等于200-1000④大于1000

1-2表面层加工硬化程度是指（）。

①表面层的硬度②表面层的硬度与基体硬度之比③表面层的硬度与基体硬度之

差

④表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比

1-22强迫振动的频率与外界干扰力的频率（）。

①无关②相近③相同④相同或成整倍数关系

1-24自激振动的频率（）工艺系统的固有频率。

①大于②小于③等于④等于或接近于

4分析计算题

4-1试选择习图5-4-1示三个零件的粗、精基准。其中a）齿轮，m=2,Z=37,毛坯为热

轧棒料；b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生

产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。

J-

1.图a：①精基准一齿轮的设计基准是孔A。按基准重合原则，应选孔A为精基

准。以A为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为

统一精基准。②粗基准一一齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互

位置关系的问题。在加工孔A时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔A定位加工

外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。

2.图b:①精基准一液压油缸的设计基准是孔B。按基准重合原则，应选孔B为

精基准。以B为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔B

为统一精基准。②粗基准——液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有位置关系要

求。而孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔B的毛坯孔作定位

粗基准。

3.图c:①精基准——飞轮的设计基准是孔C。按基准重合原则，应选孔C为精基

准。以C为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔C为

统一精基准。②粗基准一为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，

且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基

准。

4-2今加工一批直径为@25*021mm,Ra=0.8mm,长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛

坯为直径y28±0.3mm的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工

序尺寸、工序公差及其偏差。

42答案：

5.确定工艺路线：粗车一半精车一粗磨一精磨

2.确定各工序余量：根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm,粗磨余量

=0.3mm,半精车余量=1.0mm,粗车余量二总余量一(精磨余量+粗磨余量+半精车余

量)二4一(0.1+0.3+1.0)=2.6mm0

3.计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24mm,粗磨基本尺寸=(24+0.1)=24.1

mm,半精车基本尺寸=(24.1+0.3)=24.4mm,粗车基本尺寸=(24.4+1.0)=25.4mmo

4.确定各工序加工经济精度：精磨IT6(设计要求)，粗磨IT8,半精车IT11,粗

车IT13o

工按入体原则标注各工序尺寸及公差：

精磨一。24_：013mm,粗磨一024.L：o33mm,半精车一."qmm,粗车一

025.4_；33mme

4-3习图542所示a)为一轴套零件，尺寸38工加和8_；05mm已加工好，b)、c)、

d)为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸儿、A?和A”

A

TI囱：4。

4-3答案:

1)图b:基准重合，定位误

ADW=0,A]=10±0.1mm；

2)图c：尺寸10士。.1

构成一个尺寸链(见习解图

2c),其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A2和是组成环，且A2为增环，8_黑为减

环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有:

10=A2-8,—A2二18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：

0.1=ESA2—(-0.05),—>ESA2=0.05mm;

-O.1=E1A2-O,^E1A2=-O.lmm0故：A2=18"o|'mm

3)图d：尺寸A3,10±0.1,8儿5和构成一个尺寸链(见习解图5X4-2d),其中尺

寸10±0.1是封闭环，尺寸A3,寸.os和38乂是组成环,且38工为增环,A3和为减

环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有U10=38—(A5+8),->A3=28mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：

0.1=0-(EIA3+(-0.05)),—EIAL-0.05mm;

=

-0.1=-0.1—(ESA3+O),-*ESA30O故：Ay=28g05mm

4-4习图5-4-4所示轴承座零件，。30+胪mm孔已加工

好，现欲测量尺寸8()±0.05。由于该尺寸不好直接测

量，故改测尺寸H。试确定尺寸H的大小及偏差。

44答案：寸囱R/14

尺寸80±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸80±0.05是间接得到的，是

封闭环。半径尺寸/<=15+产和H是增环。解此尺寸链可得到：H=30+第§

45答案：

建立尺寸链如习图5X4-5ans所示，其中4=26*，是尺寸链的封闭环；

与=15.3%，，是尺寸链的减环；&=15儿|6,是尺寸链的增环；A也是尺寸链的增

环，待求。解此尺寸链可得到：

4=26.3黑4mm

3、图5为某零件的加工路线图。工序I:粗车小端外圆、肩面及端面；工序II:车大外

圆及端面；工序山：精车小端外圆、肩面及端面。试校核工序出精车端面的余量是否合

适？若余量不够应如何改进？

解:4为封闭环

Z3=52+20.5-(50+22)Z3=0.5

ESZ3=0+0-(-0.2-0.3)=0.5

EIZ3=-0.5-0.1-(0+0)=-0.6(余量不够)

将尺寸52,5的下偏差改为“03”

2、图3所示尺寸链中（图中A。、Bo、Co、D。是封闭环），那些组成环是增环？那些组

成环是减环？

解：图3

=

A（）二Ar（A2+C（）CJ-C2

A3）_____________________

A7+A8+A4+A54-A1+A2

2-二A,）+Alo+A+A6+A3保证轴径尺寸。28黑湍〃切和键槽深­4卅6〃制。其工艺过

（；2）铳键槽槽深至尺寸H;3）热处理；4）磨外圆至尺

寸"28：黑"的。试求工序尺寸H及其极限偏差。

Ao+14.25=H+14H=4.25

图3

0.16=ESH+0.012-(-0.05)

1.单项选择

1-3原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（）。

①机床误差②夹具误差③刀具误差④工艺系统误差

1-4误差的敏感方向是（）。

①主运动方向②进给运动方向③过刀尖的加工表面的法向④过刀尖的加工表面

的切向

1-7键床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（）。

①轴承孔的圆度误差②主轴轴径的圆度误差③轴径与轴承孔的间隙④切削力的

大小

1-8在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可

能原因是（）。

①车床主轴径向跳动②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③刀尖与主轴轴线不

等高

④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

1-9在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（）。

①提高主轴回转精度②降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度③提高装夹稔定性

④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴

1-10为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（）传动。

②升速②降速③等速④变速

1-11通常机床传动链的（）元件误差对加工误差影响最大。

①首端②末端③中间④两端

1-12工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（）。

①之和②倒数之和③之和的倒数④倒数之和的倒数

1-13机床部件的实际刚度（）按实体所估算的刚度。

①大于②等于③小于④远小于

1-15误差复映系数与工艺系统刚度成（）。

①正比②反比③指数关系④对数关系

1-16车削加工中，大部分切削热（）。

①传给工件②传给刀具③传给机床④被切屑所带走

M7磨削加工中，大部分磨削热（）。

①传给工件②传给刀具③传给机床④被磨屑所带走

1-18为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（）。

①加大截面积②减小长径比③采用开式结构④采用热对称结构

1-19工艺能力系数与零件公差（）。

①成正比②成反比③无关④关系不大

1-20外圆磨床上采用死顶尖是为了（）。

①消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响②消除导轨不直度对加工精度的

③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响④提高工艺系统刚度

2.多项选择

2-1尺寸精度的获得方法有（）。

①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法

2-2零件加工表面粗糙度对零件的（）有重要影响。

①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量

2-3主轴回转误差可以分解为（）等几种基本形式。

①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动④偏心运动

2-5如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀架上）。加

工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有

（）o

①主轴径向跳动②三爪装夹面与主轴回转轴线不

同轴

③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行④刀杆刚性不足

2-6在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其

可能的原因有（）。

①_L件刚度不足②前后顶尖刚度不足③车床纵向导轨直线度误差④导轨扭曲

2-7在车床上车削光轴（习图4-2-7）,车后发现工件A处直径比B处直径大，其可能的

原因有（）。

①刀架刚度不足②尾顶尖刚度不几足

③导轨扭曲④车床纵向导轨与）----------------主轴

回转轴线不平行

2-8机械加工工艺系统的内部热源主要

①切削热②摩擦热③辐射热④对流热

吐口一钻孔

2-9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上

（钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏

T1囱4_”只

造成孔径偏大的可能原因有（）。

①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴③刀

具热变形④钻头刃磨不对称

2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（）。

①机床几何误差②工件定位误差③调整误差④刀具磨损

2-9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座上）。加工后

测量，发现孔径偏大。造成孔径偏大的可能原因有（）。

①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴③刀

具热变形④钻头刃磨不对称

2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（）。

①机床几何误差②工件定位误差③调整误差④刀具磨损

2-11下列误差因素中属于随机误差的因素有（）。

①机床热变形②工件定位误差③夹紧误差④毛坯余量不均引起的误差复映

2-12从分布图上可以（）。——（

①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小④判别工艺过程是否稳

定

2-13通常根据X-R图上点的分布情况可以判断（）o

①有无不合格品②工艺过程是否稳定③是否存常值系统误差④是否存在变值系

统误差

图5中零件，成批生产时用端面B定位加工表面A,以保证尺寸IO]'试标铳此缺口时

的工序尺寸及公差。

图5-33所示偏心零件，表面/I要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5〜0.8mm。与此有关

的加工过程如下：

0精车A面，保证直径。।=。38.4空；

2）渗碳处理，控制渗碳层深度”1；（表面具有高的硬度和耐磨性）

3）精磨A面保证直径尺寸。=。38.4:36,同时保证规定的渗碳层深度。

试确定H\的数值

第5章练习题

1.单项选择

1-1重要的轴类举件的毛坯通常应选择（）。

①铸件②锻件③棒料④管材

1-2普通机床床身的毛坯多采用（）。

①铸件②锻件③焊接件④冲压件

1-3基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。

②设计②工序③测量④装配

1-4箱体类零件常采用（）作为统一精基准。

①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔

1-5经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工

1-6铜合金7级精度外圆表面加工通常采用（）的加工路线。

①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨

1-7淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（）。

①粗车一半精车一精车②粗车一半精车一精车一金刚石车

③粗车一半精车一粗磨④粗车一半精车一粗磨一精磨

1-8铸铁箱体上W20H7孔常采用的加工路线是（）。

①粗镇一半精镇一精锋②粗僮一半精锋一较

③粗镇一半精镀一粗磨④粗镇一半精镇一粗磨一精磨

1-9为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（）

进行。

①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前

1-11直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（）。

①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和

②增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和

③增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和

④增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和

1-12直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于

（）o

①各组成环中公差最大值②各组成环中公差的最小值

③各组成环公差之和④各组成环公差平方和的平方根

1-15工艺路线优化问题实质上是（）问题。

①寻找最短路径②寻找最长路径③寻找关键路径④工序排序

2.多项选择

2-1选择粗基准最主要的原则是（）。

①保证相互位置关系原则②保证加工余量均匀分配原则③基准重合原则④自

为基准原则

2-2采用统一精基准原则的好处有（）。

①有利于保证被加工面的形状精度②有利于保证被加工面之间的位置精度

③可以简化夹具设计与制造④可以减小加工余量

2-3平面加工方法有（）等。

①车削②铳削③磨削④拉削

2-4研磨加工可以